懸索橋隧道式錨碇施工專業(yè)培訓(xùn)課件

1、懸索橋隧道式錨碇施工專業(yè)培訓(xùn)課件1、隧道式錨碇簡述2、隧道式錨碇施工3、隧道式錨碇質(zhì)量控制要點(diǎn)內(nèi)容提綱1、隧道式錨碇簡述 懸索橋錨碇是主纜錨固裝置的總稱。錨碇是將主纜的拉力傳遞給地基基礎(chǔ)，是支承主纜拉力的重要結(jié)構(gòu)部分。 通常懸索橋采用的錨碇型式有重力式和隧道式，重力式錨碇依靠其巨大的自重及其與地基之間的摩擦力和嵌固力來抵抗主纜的拉力，如潤揚(yáng)大橋、陽邏大橋、西侯門大橋等；隧道式錨碇則是將主纜中的大部分拉力直接傳遞給周圍山體的基巖，如四渡河大橋、壩陵河大橋、矮寨大橋等。隧道式錨碇的造價(jià)明顯低于重力式錨碇。 隧道式錨碇將主纜中的拉力直接傳遞給周圍山體的基巖，因而要求橋位處必須有良好的地質(zhì)條件。但因其

2、傳力機(jī)理不明確, 受力條件要求、開挖施工要求高等,隧道錨的施工難度較大，是懸索橋施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。1、隧道錨簡述 隧道式錨碇由錨室結(jié)構(gòu)、錨體結(jié)構(gòu)及散索鞍支墩結(jié)構(gòu)組成。1、隧道錨簡述復(fù)合式錨碇：隧道式錨碇的錨體后方增加一定數(shù)量巖錨的隧道式錨碇 （萬州二橋）1、隧道錨簡述2、隧道式錨碇施工2.1 施工特點(diǎn)結(jié)構(gòu)受力 不同于一般的隧道，也不同于隧道輔助坑道斜井，隧道錨周邊巖體和錨體一起承受主纜傳遞的拉力。開挖過程中的巖體保護(hù)尤其重要。 開挖方案、圍巖穩(wěn)定分析、爆破設(shè)計(jì)和施工結(jié)構(gòu)斷面 洞內(nèi)坡度大，斷面變化頻繁，作業(yè)空間小，施工難度大。開挖及出渣 動態(tài)設(shè)計(jì)、動態(tài)施工； 出渣設(shè)備及方式合理。監(jiān)控 三維動

3、態(tài)變形位移監(jiān)控、支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測2、隧道錨施工 西岸錨碇采用隧道式錨碇結(jié)構(gòu)，錨碇規(guī)模世界第一。 錨洞軸線總長74.34m，后錨室左、右洞室最小間距7m；錨洞斷面尺寸：洞口10m10.8m，洞底21m25m；錨洞軸線傾斜度45，錨碇洞室總開挖量3.4萬m3。2、隧道錨施工壩陵河大橋隧道錨結(jié)構(gòu)及施工特點(diǎn)2、隧道錨施工大斷面小間距陡傾角巖溶發(fā)育群洞效應(yīng)洞室開挖特點(diǎn)前錨室圍巖級別：、級，采用短臺階法開挖。上臺階先行開挖，一次開挖成形，下臺階緊跟，臺階長度35m。采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔、人工裝藥，挖掘機(jī)退至安全地帶時(shí)起爆，開挖后的斷面立即施作錨桿、掛鋼筋網(wǎng)初噴混凝土，及時(shí)封閉巖面，防止巖石收斂過快發(fā)生坍塌，

4、鋼拱架快速安裝就位，連接鋼筋，鎖腳錨桿穩(wěn)固，使鋼拱架連成整體受力均勻，再進(jìn)行第二次復(fù)噴，使噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。開挖循環(huán)進(jìn)尺0.81.5m。 2、隧道錨施工2.2 洞室開挖施工施工方法：前錨室左、右洞室開挖掌子面錯開10-15m，避免相互擾動。 洞口施工根據(jù)地質(zhì)情況采用超前小導(dǎo)管注漿（超前管棚）、設(shè)置洞口安全套拱，確保進(jìn)洞安全。 錨塞體及后錨室圍巖級別：、級,可采用全斷面開挖，考慮開挖斷面過大，開挖時(shí)同樣采用臺階開挖方法。 根據(jù)開挖斷面情況分35個臺階，臺階長度35m。中、下臺階采用左右分部開挖。開挖循環(huán)進(jìn)尺取1.01.5m。 掌子面距離錯開40m。單洞室開挖掘進(jìn)。2、隧道錨施工出渣運(yùn)渣方式

5、： 選用100型小型反鏟挖掘機(jī)，有軌運(yùn)輸方式出渣，設(shè)置20t絞車、6.0m3自卸運(yùn)渣車。2、隧道錨施工2、隧道錨施工 炮眼鉆設(shè)2、隧道錨施工鋼拱架安裝錨桿施作2、隧道錨施工2、隧道錨施工噴射混凝土施工2、隧道錨施工裝渣卸渣挖機(jī)上下2、隧道錨施工2、隧道錨施工洞室成型左洞右洞2、隧道錨施工2.3 關(guān)鍵施工技術(shù) 1)圍巖穩(wěn)定性計(jì)算及仿真反演分析 根據(jù)圍巖特性及擬定的開挖施工方案，對隧道錨開挖各工況條件下的圍巖凈空收斂、拱頂下沉及應(yīng)力應(yīng)變變化進(jìn)行定性和定量仿真分析，優(yōu)化洞室開挖施工工藝，及時(shí)提出圍巖加固措施；同時(shí)依據(jù)開挖過程中的圍巖監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對圍巖分析和理論計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證。隧洞開挖完成后位移及變形矢量圖

6、隧洞與夾層位置關(guān)系圖雙洞掘進(jìn)Von Mises等效應(yīng)力分布2、隧道錨施工 1）開挖順序?qū)鷰r塑性變形影響顯著，特別是對中間巖墻，因此施工中必須避免雙洞平行推進(jìn)的施工順序，左、右洞室開挖掌子面需錯開20-40m； 2）開挖進(jìn)尺對圍巖變形的影響，隨著開挖進(jìn)尺的減小，塑性區(qū)的體積也隨之逐漸變小，開挖進(jìn)尺與塑性區(qū)的體積成正比關(guān)系，因此施工中應(yīng)采用“短進(jìn)尺，分臺階”進(jìn)行開挖； 3）初期支護(hù)時(shí)效要求高，圍巖整體性較差，自穩(wěn)性較弱，巖溶發(fā)育，支護(hù)滯后對塑性區(qū)的影響很大，開挖后初期支護(hù)需及時(shí)跟進(jìn)； 4）錨桿支護(hù)優(yōu)化及巖墻加固措施對比分析。單獨(dú)采用錨桿或錨索，對塑性區(qū)的控制都不理想，而錨桿和錨索聯(lián)合支護(hù)效果較好

7、。圍巖分析主要成果2、隧道錨施工施工措施1）降低單循環(huán)開挖進(jìn)尺，控制在1.01.2m；2）錯開左右洞開挖掌子面距離，在錯開距離不能滿足40m的前提下為確保洞室安全，采取單洞開挖；3）加強(qiáng)支護(hù)，及時(shí)支護(hù)。技術(shù)措施1）增設(shè)中間巖墻45斜向固結(jié)灌漿；2）增設(shè)中間巖墻32精扎螺紋鋼對拉預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)拉力值150kN。監(jiān)測措施1）加強(qiáng)爆破監(jiān)測，控制爆破振動速度，確保滿足安全振動速度（7cm/s）要求；2）加強(qiáng)圍巖三維位移、拱架應(yīng)力監(jiān)測，信息化施工；3）加強(qiáng)掌子面前方圍巖的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。 2、隧道錨施工中間巖墻加固技術(shù)措施2、隧道錨施工現(xiàn)場測試分析HSP聲波反射法隧道錨碇開挖面前方巖溶地質(zhì)預(yù)報(bào)測線圖錨碇圍

8、巖高密度電法探測測線平面布置圖2、隧道錨施工圍巖斷面周邊三維位移時(shí)態(tài)曲線開挖階段鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測曲線2、隧道錨施工 2）爆破專項(xiàng)研究和設(shè)計(jì) 請南京解放軍工程兵學(xué)院爆破專家進(jìn)行專項(xiàng)洞室爆破方案研究和設(shè)計(jì)，分析研究爆破震動效應(yīng)，擬定合理的爆破參數(shù)，確保圍巖穩(wěn)定。 爆破設(shè)計(jì)要求采用減震、光面爆破，遵循淺鉆孔、弱爆破、短進(jìn)尺、多循環(huán)、分臺階開挖原則。爆破震速控制在7cm/s，減少對圍巖和已完成結(jié)構(gòu)的擾動。 2、隧道錨施工 炸藥單耗：上臺階：1.5kg/m3；中、下臺階：0.55kg/m3。對于級 圍巖，周邊眼間距E取0.45m， 周邊眼抵抗線Wm取0.60m， 相對距離E/W為0.75， 裝藥集中度q（

9、kg/m） 取0.20。 研究隧道錨洞室與關(guān)嶺1#公路隧道以及周邊巖體被探明的大型溶洞群的相互作用關(guān)系，分析施工干擾，采用控制爆破，確定合理的防范措施。3）群洞效應(yīng)監(jiān)測及措施2、隧道錨施工 凈空水平收斂監(jiān)測成果： 左、右洞凈空收斂累積值均較小，左洞最大累積值為6.91mm，右洞最大累積值為8.91mm，收斂變形趨勢趨于穩(wěn)定； 三維位移變形監(jiān)測成果： 左、右洞大部分測點(diǎn)的三維位移變形X方向向洞內(nèi)變形，Z方向向下變形，Y方向向洞內(nèi)方向變形，但變形數(shù)值不大，變形趨于穩(wěn)定； X方向：10.1286mm6.3346mm ； Y方向：8.4834mm7.2735mm； Z方向：6.7832mm 0.372

10、6mm； 2、隧道錨施工 壩陵河大橋西岸隧道式錨碇洞室開挖施工中左、右洞室圍巖的凈空水平收斂變形和三維位移變形的累積值均較小，圍巖變形量不大，從時(shí)態(tài)曲線上看，圍巖變形累積值呈臺階狀，符合圍巖變形性質(zhì)，初期支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)正常，圍巖基本穩(wěn)定。施工全過程處于安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的可控狀態(tài)，克服了多處溶溝、溶槽、溶隙、溶洞、塌方等不良地質(zhì)狀況，也克服了該區(qū)群洞效應(yīng)引起的不良安全狀況，完成世界上第一大隧道式錨碇，得到業(yè)界各方的好評。 型鋼拱架應(yīng)力監(jiān)測成果： 左、右洞型鋼拱架大部分處于受壓狀態(tài)。 最大壓應(yīng)力值91.15MPa，最大拉應(yīng)力值為7.7MPa。 拱架應(yīng)力和變形均處于安全范圍以內(nèi)；2、隧道錨施工2.

11、4 錨體施工錨體結(jié)構(gòu)圖2、隧道錨施工錨固系統(tǒng)布置圖2、隧道錨施工施工關(guān)鍵點(diǎn)：預(yù)應(yīng)力管道精確定位 分層澆筑、分節(jié)支撐、分段接管、實(shí)時(shí)監(jiān)控大體積混凝土溫控 錨塞體和散索鞍支墩都是大體積混凝土，混凝土施工前 進(jìn)行專題溫控設(shè)計(jì)，采取有效的控制措施，確?；炷敛划a(chǎn)生有害裂縫。2、隧道錨施工分層綁扎錨塞體鋼筋錨固系統(tǒng)定位架分層安裝分層架立錨塞體模板 施工準(zhǔn)備分層澆筑錨塞體砼 錨塞體預(yù)應(yīng)力施工主纜索股錨固連接構(gòu)件安裝錨塞體施工工藝流程施工流程：2、隧道錨施工定位架2、隧道錨施工定位架2、隧道錨施工錨塞體砼施工分層分層編號分層厚度（cm）砼數(shù)量（m3）1600585.02300713.03300836.943

12、001356.65200909.06200923.57250081.983001187.193001072.810300963.611300860.112300754.013557.3830.52、隧道錨施工溫控措施2、隧道錨施工溫控監(jiān)測點(diǎn)2、隧道錨施工2、隧道錨施工2、隧道錨施工3、隧道錨施工質(zhì)量控制3.1 洞室開挖質(zhì)量控制 始終堅(jiān)持“弱爆破，短進(jìn)尺、管超前、嚴(yán)注漿、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測”的原則，盡量減少圍巖擾動，確保施工安全。嚴(yán)格控制周邊眼、內(nèi)圈眼間距和眼深，嚴(yán)格控制周邊眼、內(nèi)圈眼裝藥量、起爆時(shí)差間隔等。嚴(yán)格控制周邊眼外插角，力爭將其控制在35左右，且要求周邊眼在斷面上的位置固定，使洞室壁面上所殘留的半孔連成一線，確保洞室成形美觀。對周邊眼采用光爆炸藥+